JP2000147311A - 光導波路結合装置における位置合わせ方法及びそれを用いて実現される光導波路結合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部空間から光導波路に基準入射光から位置
ずれした光が入射する際に、光導波路の状態に影響され
ずに適切に位置ずれを検出して、光導波路への入射効率
が初期状態に戻るように位置制御を行うことが可能な光
導波路結合装置、及びそこにおける位置合わせ方法を提
供する。 【解決手段】 光導波路結合装置が、第１の集光レンズ
機構と、該第１の集光レンズ機構の焦点位置に光入射端
面を有する光導波路と、該第１の集光レンズ機構或いは
該光導波路の位置を動かす精密位置合わせ機構と、該光
導波路への入射光の一部を分離して分離入射光として出
射させるビームスプリッタと、該ビームスプリッタから
の該分離入射光の光路に置かれた第２の集光レンズ機構
と、該ビームスプリッタからの該分離入射光を該第２の
集光レンズ機構の焦点位置で受光するように配置された
位置検出素子と、該位置検出素子の出力電流を該精密位
置合わせ機構にフィードバックする制御フィードバック
回路と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信や光を用い
たセンシングなどの分野に関し、特に、外部空間から導
波路へ光を入射する光導波路結合装置、及びそのような
装置における入射光スポットの位置合わせ方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光導波路への光結合方法には、例えば、
西原浩也著「光集積回路」（１９８５年、オーム社）の
第２３６頁に述べられているような端面結合法が用いら
れ得る。この方法は、導波光の進行方向に垂直な導波路
端面に、導波路のモード分布にほぼ一致したモード分布
を有する光波を直接に入射する方法であって、簡単な構
成で結合の高効率化が実現される。

【０００３】しかし、上記の方法では、入射光の入射位
置（入射光スポット）が最適結合位置からずれると、極
端に結合効率が低下する。そのため、外部空間から光が
入射する光導波路結合装置においては、入射光スポット
に対する高精度の位置合わせ機構の使用が不可欠になっ
ている。

【０００４】このような位置合わせ機構を使用した従来
技術の一例が、特開平４−３２６３１１号公報に開示さ
れている。図１を参照しながら、上記公報に開示されて
いる構成及びその動作を説明すると、外部空間から到来
するコリメートされた入射光１０１は、精密位置合わせ
機構１０２を持つ第１の集光レンズ機構１０３によっ
て、光導波路デバイス１０４の中の光導波路１０５の入
射端面１０６に、集光スポットを形成する。入射光１０
１の一部は光導波路デバイス１０４の入射端面１０６で
反射されて戻り光となるが、位置合わせの目的で、この
ように光導波路入射端面１０６で反射された戻り光の一
部１０７を、レンズ１０３を挟んで光導波路デバイス１
０４の反対側に置かれたビームスプリッタ（ＢＳ）１０
８で取り出して、第２の集光レンズ機構１０９で集光す
る。この光を位置検出素子１１０（具体的には４分割受
光素子＝ＱＰＤ）で受光し、その反射強度を検出して、
所定の制御フィードバック回路１１１で所期の演算を行
うことによって、精密位置合わせ機構１０２を使用して
レンズ１０３（及び、入射光１０１の光導波路端面１０
６への入射スポット）の位置制御を行う。通常、第一集
光レンズ機構と第二集光レンズ機構の倍率はほぼ同程度
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
図１の従来技術の構成では、光導波路デバイス１０４の
入射端面１０６からの反射戻り光の一部１０７の強度分
布を検出することによってレンズ１０３の位置制御を行
うので、制御の精度は、光導波路入射端面１０６での反
射率の差の分布、すなわち光導波路デバイス１０４の形
状や構成材料、さらには端面コーティングの状態に大き
く依存する。

【０００６】また、位置ずれの大きさが位置検出素子
（ＱＰＤ）１１０の検出可能範囲内に収まっていても、
入射光スポットが光導波路デバイス１０４のコア部分
（直径約２μｍ）から大きく外れた場合には、４分割さ
れた各ＰＤの出力を演算して得られる演算信号に基づい
て３方向独立に位置制御を行うＱＰＤの本来の機能は、
各演算結果に十分な差異が存在しないために作用しな
い。このため、４個のＰＤに入力される光量の和（Ａ＋
Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）が最小となるように制御せざるを得ず、検
出精度が大きく低下する。

【０００７】さらに、QPD上で1μm程度のずれを検出す
ることは難しいため、第一 光レンズ機構と第二集光レ
ンズ機構の倍率がほぼ同程度という構成では、光導波路
端面上での約1μmのずれ（QPD上でも約1μmのずれに相
当）を修正することができない。このことは、図１に示
した従来技術の構成では、光導波路結合装置のうち特に
高精度な位置合わせ（約1μm）を必要とするワイヤレス
光伝送用の光導波路結合装置には適用不可能、というこ
とを意味する。

【０００８】本発明は上記の課題を考慮してなされたも
のであり、その目的は、基準入射光からずれた光が光導
波路に入射する際に、光導波路への入射効率が適切な値
となる結合状態に戻るように調整する光導波路結合装置
に関し（１）光導波路の状態によらない位置合わせ方法
を提供すること（ただし（１）では、構成要素、すなわ
ち位置検出素子の中心、光導波路、光検出器、ビームス
プリッタ（ＢＳ）、レンズなどの位置が、ある基準入射
光に対して、光導波路への入射効率が最適になるように
公知の方法によりあらかじめ定められていることを前提
とする。）、（２）BSの分離光出射端面側に、検出素子
上での位置ずれを拡大するレンズ機構を挿入することで
該光導波路結合装置の位置合わせをより高精度に行う方
法を提供すること、（３）上記の位置合わせ方法が適用
され得る光導波路結合装置を提供すること、である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のある局面による
光導波路結合装置は、第１の集光レンズ機構と、該第１
の集光レンズ機構の焦点位置に光入射端面を有する光導
波路と、該第１の集光レンズ機構或いは該光導波路の位
置を動かす精密位置合わせ機構と、該光導波路への入射
光の一部を分離して分離入射光として出射させるビーム
スプリッタと、該ビームスプリッタからの該分離入射光
の光路に置かれた第２の集光レンズ機構と、該ビームス
プリッタからの該分離入射光を該第２の集光レンズ機構
の焦点位置で受光するように配置された位置検出素子
と、該位置検出素子の出力電流を該精密位置合わせ機構
にフィードバックする制御フィードバック回路と、を備
えており、そのことによって、上記の目的が達成され
る。

【００１０】ある実施形態では、前記ビームスプリッタ
は、前記第１の集光レンズ機構への入射光路に置かれて
いる。或いは、前記ビームスプリッタは、前記第１の集
光レンズ機構と前記光導波路との間に置かれている。

【００１１】本発明の他の局面による光導波路結合装置
は、集光レンズ機構と、該集光レンズ機構の焦点位置に
光入射端面を有する光導波路と、該集光レンズ機構或い
は該光導波路の位置を動かす精密位置合わせ機構と、該
集光レンズ機構と該光導波路との間に置かれ該光導波路
への入射光の一部を分離して分離入射光として出射させ
るビームスプリッタと、該ビームスプリッタからの該分
離入射光を該集光レンズ機構の焦点位置で受光するよう
に配置された位置検出素子と、該位置検出素子の出力電
流を該精密位置合わせ機構にフィードバックする制御フ
ィードバック回路と、を備えており、そのことによっ
て、前述の目的が達成される。

【００１２】また、本発明のさらに他の局面によれば、
第１集光レンズ機構と、該第１の集光レンズ機構の焦点
位置に光入射端面を有する光導波路と、を備える光導波
路装置において、該光導波路への入射光もしくは該光導
波路からの反射戻光の一部をビームスプリッタで分離し
て分離光として出射させるステップと、該ビームスプリ
ッタからの該分離光を位置検出素子で受光するよう配置
された位置検出素子で受光するステップと、該位置検出
素子の出力電流を、該第１の集光レンズ機構或いは該光
導波路の位置を動かす精密位置合わせ機構にフィードバ
ックして、該光導波路の該光入射端面における入射光ス
ポットの位置を制御するステップと、を包含する、光導
波路結合装置における位置合わせ方法において、該位置
検出素子上での入射光スポットの位置ずれの大きさが、
該光導波路の該入射端面の上での該分離光スポットの位
置ずれの大きさよりも大きく設定されている。

【００１３】ある実施形態では、前記第２の集光レンズ
機構の焦点距離が、前記第１の集光レンズ機構の焦点距
離よりも大きく設定されている。

【００１４】ある実施形態では、前記ビームスプリッタ
は、前記第１の集光レンズ機構と前記導波路との間に置
かれており、該第２の集光レンズ機構が凹レンズを有し
ている。

【００１５】前記位置検出素子は、４分割受光素子であ
り得る。或いは、前記位置検出素子は、ＣＣＤカメラ或
いは受光素子アレイであり得る。或いは、前記位置検出
素子は、PSDであり得る。

【００１６】さらに、前記光導波路の出射端面の近傍
に、該出射端面からの出射光を受光するように配置され
ている受光素子と、該受光素子からの出力信号を前記精
密位置合わせ機構にフィードバックする回路と、備えて
いても良い。

【００１７】本発明の更に他の局面によれば、上記のよ
うな特徴を有する光導波路結合装置を受信器として使用
するように構成されているワイヤレス光通信装置が提供
される。

【００１８】また、本発明の更に他の局面によれば、第
１の集光レンズ機構と、該第１の集光レンズ機構の焦点
位置に光入射端面を有する光導波路と、を備える光導波
路結合装置において、該光導波路への入射光の一部をビ
ームスプリッタで分離して分離入射光として出射させる
ステップと、該ビームスプリッタからの該分離入射光を
位置検出素子で受光するステップと、該位置検出素子の
出力電流を、該第１の集光レンズ機構或いは該光導波路
の位置を動かす精密位置合わせ機構にフィードバックし
て、該光導波路の該光入射端面における入射光スポット
の位置を制御するステップと、を包含する光導波路結合
装置における位置合わせ方法が提供され、そのことによ
って、前述の目的が達成される。

【００１９】また、本発明のさらに他の局面によれば、
第１集光レンズ機構と、該第１の集光レンズ機構の焦点
位置に光入射端面を有する光導波路と、を備える光導波
路装置において、該光導波路への入射光もしくは該光導
波路からの反射戻光の一部をビームスプリッタで分離し
て分離光として出射させるステップと、該ビームスプリ
ッタからの該分離光を位置検出素子で受光するよう配置
された位置検出素子で受光するステップと、該位置検出
素子の出力電流を、該第１の集光レンズ機構或いは該光
導波路の位置を動かす精密位置合わせ機構にフィードバ
ックして、該光導波路の該光入射端面における入射光ス
ポットの位置を制御するステップと、を包含する、光導
波路結合装置における位置合わせ方法において、該位置
検出素子上での入射光スポットの位置ずれの大きさが、
該光導波路の該入射端面の上での該分離光スポットの位
置ずれの大きさよりも大きく設定されている。

【００２０】更に、前記光導波路の出射端面の近傍に配
置した受光素子によって、該出射端面からの出射光を受
光するステップと、該受光素子からの出力信号を前記精
密位置合わせ機構にフィードバックするステップと、を
包含し得る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の幾つかの実施形態
を説明する。全ての実施形態は、基準入射光からずれた
光の入射に対して、導波路への入射効率が適切な値をと
る状態に戻るよう調整することを目的としているが、こ
のうち第１、第２、第３、第５実施形態では、先にも説
明したように、基準入射光からずれた光の入射に対し
て、構成要素（位置検出素子の中心、光導波路、光検出
器、ビームスプリッタ＝ＢＳ、レンズなど）の位置が、
ある基準入射光に対して導波路への入射効率が最適にな
るよう、あらかじめ公知の何らかの方法により定められ
てことを前提に（初期状態と呼ぶ）、導波路への入射効
率がこの初期状態に戻るよう調整することをその主目的
としている。これに対し第４の実施形態では上記の初期
状態を前提とせず、基準入射光からずれた光の入射に対
し、導波路への入射効率が適切となる状態に戻るよう調
整する際、高精度の調整を行うことをその主目的として
いる。

【００２２】以下の説明では、座標軸を、光軸方向をｚ
軸とし、光軸に垂直で光導波路基板に垂直及び平行な方
向をそれぞれｘ軸及びｙ軸と規定する。

【００２３】なお、以下の実施形態では、何れも光通信
などに使用される光受信器を例にとって本発明を説明し
ている。同一の参照記号を付されている構成要素は同一
の機能を発揮するものであり、重複する説明は省略する
ことがある。

【００２４】（第１の実施形態）図２は、本発明の第１
の実施形態における光導波路結合装置の構成を模式的に
示す図である。先に図１を参照して説明した従来技術の
構成では、光導波路デバイスの入射端面からの反射光を
使用して位置検出を行っていたが、図２に示す構成で
は、入射光１０１の一部を光導波路デバイス１０４への
入射前に分離して、この分離光１１２を直接に位置検出
に使用する。

【００２５】図２の構成は、第１の集光レンズ機構１０
３と、第１の集光レンズ機構１０３の焦点位置に光導波
路１０５の光入射端面１０６を有する光導波路デバイス
１０４と、第１の集光レンズ機構１０３に対して光導波
路入射端面１０６の逆側に置かれ、入射光１０１を２分
して分離入射光１１２を形成するビームスプリッタ（Ｂ
Ｓ）１０８と、ビームスプリッタ１０８の分離入射光の
出射端面（第２出射端面）に固定された第２の集光レン
ズ機構１０９と、第２の集光レンズ機構１０９の焦点位
置に置かれて分離入射光１１２を受光する位置検出素子
（例えばＱＰＤ）１１０と、ｚ軸方向のフォーカス合わ
せに使用される非点収差発生手段１１３と、位置検出素
子１１０の出力電流を第１の集光レンズ機構１０３に付
随した精密位置合わせ機構１０２にフィードバックする
制御フィードバック回路１１１と、を有する。

【００２６】図２の構成では、ビームスプリッタ１０８
と光導波路デバイス１０４との間に第１の集光レンズ機
構１０３が位置しているが、第１の集光レンズ機構１０
３と光導波路デバイス１０４との間にビームスプリッタ
１０８が位置している構成としても良い。また、光導波
路１０５を有する光導波路デバイス１０４の形状は任意
であるが、例えば図３（ａ）に示す埋め込み型導波路、
或いは図３（ｂ）に示すハイメサ型導波路とすることが
できる。

【００２７】ビームスプリッタ１０８の第２出射端面へ
の第２の集光レンズ機構１０９の固定方法としては、ビ
ームスプリッタ１０８とレンズ機構１０９とを一体化す
る構成が考えられる。このためには、使用波長に対して
透明な接着剤によってビームスプリッタ１０８とレンズ
機構１０９とを接着したり、或いは両者をあらかじめ一
体加工したりすることが考えられる。或いは、ビームス
プリッタ１０８とレンズ機構１０９とを一体化せずに、
ビームスプリッタ１０８の第２出射端面と位置検出素子
１１０との間の適切な位置に、レンズ機構１０９を固定
しても良い。

【００２８】非点収差発生手段１１３としては、例えば
シリンドリカルレンズを使用し得る。或いは、同様の機
能を発揮する他の構成素子を使用することも可能であ
る。

【００２９】さらに、図２の構成では、位置合わせ機構
１０２を使用することによって第１の集光レンズ機構１
０３を可動にしているが、本発明の目的は第１の集光レ
ンズ機構１０３と光導波路デバイス１０４との間の相対
的な位置合わせを達成することであるので、第１の集光
レンズ機構１０３の代わりに光導波路デバイス１０４を
可動にしても良い。

【００３０】各構成要素のサイズは、光導波路結合装置
として実用的な範囲の任意の値とすることができる。例
えば、図２の構成では、第１及び第２の集光レンズ機構
１０３及び１０９の焦点距離をそれぞれ約７ｍｍ、キュ
ービック型のビームスプリッタ１０８のサイズを３ｍｍ
角とすれば、ビームスプリッタ１０８の入射端面から光
導波路デバイス１０４の入射端面１０６までの距離は、
ビームスプリッタ１０８の出射端面と第１の集光レンズ
機構１０３との間の距離をｘｍｍとすれば、（１０＋
ｘ）ｍｍとなる。さらに、第２の集光レンズ機構１０９
がビームスプリッタ１０８の第２出射端面に貼り付けら
れている場合には、ビームスプリッタ１０８の第２出射
端面から位置検出素子１１０までの距離は約７ｍｍとな
る。

【００３１】次に、図２に示す構成における位置制御原
理を説明する。

【００３２】外部空間から到来する入射光１０１は、第
１の集光レンズ機構１０３を通過することで、導波路デ
バイス１０４の中の光導波路１０５の入射端面１０６
に、集光スポット（入射光スポット）を形成する。入射
光１０１の一部は、位置合わせの目的で、光導波路入射
端面１０６より手前に設置されたビームスプリッタ１０
８で分離されて、分離入射光１１２となる。この分離入
射光１１２は、第２の集光レンズ機構１０９で集光され
て、位置検出素子としての４分割受光素子（ＱＰＤ）１
１０の上に焦点を結ぶ。入射光１０１が、実質的に最適
結合位置に相当する初期状態からずれると（すなわち、
位置ずれ或いはピンぼけの発生）、ＱＰＤ１１０はその
ずれの大きさに基づいた信号を出力する。この出力は制
御フィードバック回路１１１に送られて、第１の集光レ
ンズ機構１０３に付随した精密位置合わせ機構１０２を
動作させて、入射光１０１の光導波路入射端面１０６の
上における入射光スポットが初期状態（すなわち、最適
結合位置）に戻るように位置制御を行う。

【００３３】ＱＰＤ１１０の出力電流を使用した精密位
置合わせ原理について、図４を参照して以下に説明す
る。

【００３４】図４は、図２の構成に含まれ得るＱＰＤ１
１０の本体部分の正面図である。以下の説明では、各々
が扇形の４つの受光素子（ＰＤ）をＡ〜Ｄと称し、ま
た、その各々からの出力信号も同様にＡ〜Ｄとする。

【００３５】光導波路入射端面に対して光が斜めに入射
し、入射端面上での入射光スポットの位置がｘ軸方向に
ずれたとすると、ＱＰＤ１１０の上での入射光スポット
１１４は、図４に図示されるようにずれる。このとき、
ＱＰＤ１１０を構成する各ＰＤからの出力電気信号Ａ〜
Ｄにおける｛（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）｝の演算結果（信
号出力）とｘ軸方向のずれの大きさとの関係は、例えば
図５に示すような、ジャストフォーカス状態で原点を通
る曲線で表される。従って、信号出力を零にする方向に
位置合わせ機構１０２のアクチュエータを駆動すること
によって、ｘ軸方向での位置合わせが実現される。ｙ軸
方向の制御に関しても、同様の手法で制御可能である。
但し、ｘ軸方向及びｙ軸方向の何れの制御でも、図５で
「ａ」として示す範囲を外れると、制御が不能になる。

【００３６】一方、ｚ軸方向の位置制御は、既知の手法
である非点収差法を用いて制御される。このために、第
２の集光レンズ機構１０９とＱＰＤ１１０との間に何ら
かの非点収差発生手段１１３を配置する。このとき、Ｑ
ＰＤ１１０からの出力電気信号における｛（Ａ＋Ｃ）−
（Ｂ＋Ｄ）｝の演算結果（信号出力）とフォーカス位置
のｚ軸方向のずれの大きさとの関係は、例えば図６に示
すような、ジャストフォーカス状態で原点を通る曲線で
表される。従って、信号出力を零にする方向に制御する
ことによって、ｚ軸方向での位置合わせ（すなわちピン
ぼけの解消）が実現される。

【００３７】なお、上記で説明した本実施形態では、外
部空間からコア径が約２μｍ角の光導波路に入射する光
に数μｍの位置ずれが生じた場合であっても、光導波路
の状態に影響されずに適切に位置ずれを検出して、位置
制御を行うことが可能になる。これは、従来技術におい
てとは異なって、光導波路デバイスの入射端面からの反
射光ではなく、入射光の一部を直接に使用して入射光の
位置ずれを検出しているからである。

【００３８】（第２の実施形態）図７は、本発明の第２
の実施形態における光導波路結合装置の構成を模式的に
示す図である。

【００３９】第１の実施形態における装置構成（図２参
照）に対して、図７の構成では、ビームスプリッタ（Ｂ
Ｓ）１０８を光導波路デバイス１０４と第１の集光レン
ズ機構１０２との間に配置した上で、図２の構成に含ま
れていた第２の集光レンズ機構（１０９）を省略してい
る。この場合、位置検出素子（ＱＰＤ）１１０は、分離
光１１２がビームスプリッタ１０８を通過して焦点を結
ぶ位置（第１の集光レンズ機構１０３の焦点位置に相
当）に置けばよい。

【００４０】また、図７の構成では、精密位置合わせ機
構１０３を第１の集光レンズ機構１０２ではなく光導波
路デバイス１０４に付随させて、光導波路デバイス１０
４を可動としている。但し、図２と同様に、精密位置合
わせ機構１０３を第１の集光レンズ機構１０２に付随さ
せて、第１の集光レンズ機構１０２を可動としてもよ
い。

【００４１】図７の構成における位置制御原理は、基本
的に第１の実施形態における原理と同じである。但し、
本実施形態の構成では、他の構成要素に対する精密な初
期位置合わせ作業を必要とする第２の集光レンズ機構を
使用することなく、第１の実施形態と同様の効果が得ら
れて、装置の製造工程が簡略化される。 （第３の実施形態）図８は、本発明の第３の実施形態に
おける光導波路結合装置の構成を摸式的に示す図であ
る。

【００４２】第１の実施形態における装置構成（図２参
照）に対して、図８の構成では、ビームスプリッタ１０
８の第２出射端面に固定する第２の集光レンズ機構とし
て、第１の集光レンズ機構１０３の焦点距離よりも長
い、好ましくは約１０倍の焦点距離を有するレンズ１１
５を使用し、その焦点距離に相当する箇所に位置検出素
子（QPD）１１０を置く。これにより位置検出素子（QP
D）１１０の上での入射光スポットの位置ずれの大きさ
を、光導波路デバイス２０４の入射端面１０６の上での
入射光スポットの位置ずれの大きさよりも大きくするこ
とができる。

【００４３】例えば、焦点距離が約７ｍｍの第１の集光
レンズ機構１０３とサイズが約３ｍｍ角のキュービック
型ビームスプリッタ１０８とを備え、ビームスプリッタ
１０８とレンズ１０３との間の距離が約２ｍｍである場
合に、光導波路端面１０６の上で入射スポットが前述の
初期状態（最適結合位置）に対して約１μｍずれると、
ビームスプリッタ１０８の第２出射端面に焦点距離約７
０ｍｍのレンズ（凸レンズ）１１５が固定されていれ
ば、ＱＰＤ１１０の上では約１０μｍのずれとなる。

【００４４】図８の構成では、光導波路デバイス２０４
としてコヒーレント検波用バランス型受信器を使用して
いるが、これは、ワイヤレス光通信用の受信器としてし
ばしば使用される受信器である。このデバイス２０４
は、入射端面１０６から受け取った信号光を、内蔵の局
部発振光源２１４から得られるほぼ同じ周波数を有する
局部発振光と混合し、２種類の中間周波信号を得るヘテ
ロダイン検波タイプの受信器である。なお、位置検出素
子１１０として、ＱＰＤに代えてＣＣＤカメラやＰＤア
レイを使用しても良い。

【００４５】本実施形態の装置は、光導波路結合装置の
中でも特に高精度の位置合わせを必要とするワイヤレス
光通信用の光導波路結合装置に関する。以下では、ワイ
ヤレス光通信用の光導波路結合装置に高精度の位置合わ
せが求められる理由、及びその要求に基づいた本実施形
態の特徴を、第１及び第２の実施形態と比較しながら説
明する。なお、本実施形態の図８の装置構成における位
置制御原理の基本的部分は、第１及び第２の実施形態の
場合と同様である。

【００４６】光通信分野で用いられる光導波路（主にシ
ングルモード導波路）の光導波層の大きさは、典型的に
は約２μｍ角〜約３μｍ角である。このような小さな光
導波層に対する最適結合位置から入射光スポットがずれ
ると、結合効率が極端に低下する。従って、入射光の照
射位置の調整には、高い精度が必要とされる。

【００４７】例えば、入射光の最小ビーム幅が約２．６
μｍで、光導波路の伝搬モードビーム幅が約２．６μｍ
である場合、入射光の照射位置が最適位置から約１．３
μｍずれると、結合効率は約４．３ｄＢ低下する。従っ
て、レンズと光導波路との間の相対的位置合わせ精度と
しては、約１μｍ以下の値が必要である。

【００４８】これに対して、位置検出素子（ＱＰＤ）１
１０と光導波路１０５とを初期作製時に固定する際の最
適位置合わせ精度は数μｍが限度であり、一般に位置合
わせの基準である前述の初期状態においては、最適照射
位置とＱＰＤ１１０の中心位置との間には数μｍのずれ
がある。

【００４９】そこで、以下ではまず、上記の事実に基づ
いて、第１及び第２の実施形態の装置構成における位置
制御手順を図９を参照して説明する。図９（ａ）及び
（ｂ）は、それぞれ光導波路デバイスの入射端面１０６
の上、及びＱＰＤ１１０の上における入射光スポットの
位置の動きを示す。

【００５０】はじめに、最適結合位置に入射光スポット
が形成されており、光導波路入射端面上及びＱＰＤ上
で、それぞれ図９（ａ）及び（ｂ）の「１」及び「１
１」の位置にスポットが存在しているとする。このと
き、入射光スポットの位置がｘμｍずれると、図９
（ａ）及び（ｂ）に矢印で示すように、光導波路入射端
面上及びＱＰＤ上ではそれぞれ「２」及び「１２」の位
置に、入射光スポットが移動する。

【００５１】ここで、図９（ｂ）に示すＱＰＤ上では、
前述した動作原理に従って、入射光スポット位置を最適
結合位置１１ではなくＱＰＤの中心１３に戻すように、
位置合わせ機構（アクチュエータ）が動作する。この動
きを反映して、図９（ａ）に示す光導波路入射端面上で
は、ＱＰＤの中心に相当する位置３に入射光スポットの
位置が制御されるので、最適位置１との間に数μｍのず
れが生じる。従って、初期固定時における最適照射位置
１とＱＰＤ中心に相当する位置３との間の数μｍのずれ
（初期状態）が、そのまま後の位置制御に反映されて、
光通信分野で要求される±約１μｍの精度での位置調整
が不可能になる。

【００５２】そこで、上記の課題が改善される本実施形
態での図８の装置構成における位置制御の原理を、図１
０を参照して説明する。図１０（ａ）及び（ｂ）は、そ
れぞれ本実施形態に従った光導波路入射端面１０６の
上、及びＱＰＤ１１０の上における入射光スポットの位
置の動きを示す。図中の太線は本実施形態に従ったスポ
ットの動きを示し、一方、図中の細線は、図９にて説明
した第１及び第２の実施形態における入射光スポットの
動きを参考のために示している。

【００５３】なお、以下の説明では、ＱＰＤ１１０の上
における入射光スポット位置のずれの大きさが、光導波
路入射端面１０６の上における位置ずれの大きさの約１
０倍に変換されているとする。

【００５４】図９を参照した説明においてと同様に、最
適照射位置とＱＰＤ１１０の中心位置との間に、初期状
態の数μｍのずれがあるとする。最適結合位置に入射光
スポットが形成されていれば、光導波路入射端面上及び
ＱＰＤ上では、それぞれ図１０（ａ）及び（ｂ）の
「１」及び「１１」の位置にスポットが存在する。この
とき、入射光が斜めに入射して入射光スポットの位置が
ｘμｍずれると、図１０（ａ）に矢印で示すように、光
導波路入射端面上では「２」に入射光スポット位置が移
動する。一方、図１０（ｂ）に示すＱＰＤの上では、
（１０×ｘ）μｍのずれとして、入射光スポットは位置
１２ではなく、１２’として示される位置まで移動す
る。

【００５５】ここで、図１０（ｂ）に示すＱＰＤ上にお
いて、前述した動作原理に従って、入射光スポット位置
を最適結合位置１１ではなくＱＰＤの中心１３に戻すよ
うに、位置合わせ機構（アクチュエータ）が動作する。
この動きを反映して、図１０（ａ）に示す光導波路入射
端面上では、ＱＰＤの中心に相当する位置３ではなく、
位置１からの距離が位置１から位置３までの距離の１／
１０である位置３’に、入射光スポットの位置が制御さ
れる。これによって、初期固定時における最適照射位置
１とＱＰＤ中心に相当する位置３との間の数μｍのずれ
（初期状態）が存在していても、位置制御実行時に、光
導波路入射端面の上における入射光スポットの位置制御
には数１００ｎｍオーダの影響しか現れないことにな
る。

【００５６】これより、初期状態の位置合わせ精度が数
μｍであって且つ検出素子としてＱＰＤを用いている装
置構成であっても、ワイヤレス光伝送で要求される±約
１μｍ以内という光結合時の位置合わせ精度が、実現さ
れる。

【００５７】本実施形態の構成によれば、入射光スポッ
トの初期位置は不確定であるが、固定された初期位置を
記憶する手段を必要としない。

【００５８】また、本実施形態の構成では第１の集光レ
ンズ機構及び第２の集光レンズ機構の焦点距離がほぼ等
しい構成に較べ、位置検出素子上での入射光スポットの
位置ずれの大きさが拡大されるため、第３実施形態と同
様、そのずれの大きさの拡大率に比例して検出精度が向
上する。

【００５９】さらに、位置検出素子上での入射光スポッ
トの位置ずれが大きくなることから、ずれの大きさの検
出許容範囲がQPDよりも広いにもかかわらず、従来技術
では使用不可能だったCCDカメラやPDアレイを位置検出
素子として用いることも可能となる。 （第４の実施形態）図１２は、本発明の第４の実施形態
における光導波路結合装置の構成を摸式的に示す図であ
る。

【００６０】先に述べた第１〜第３の実施形態では、入
射光の一部を光導波路デバイスへの入射前に分離して、
この分離入射光を直接位置検出のために用いたが、図１
２に示す構成では、先に図１を参照に説明した従来技術
の構成と同様、光導波路デバイスの入射端面からの反射
光を分離して、位置検出に使用している。

【００６１】図１の従来技術の構成に対して図１２の構
成では、光導波路端面１０６からの反射戻り光の一部１
０７を分離するビームスプリッタ（BS）１０８の第２出
射端面に固定する第２の集光レンズ機構として、第１の
集光レンズ機構１０３の焦点距離よりも長い焦点距離を
有するレンズ１１５を使用し、その焦点距離に相当する
箇所に位置検出素子１１０を置く。（位置検出素子には
QPDを用いている。）これにより位置検出素子１１０の
上での入射光スポットの位置ずれの大きさを、光導波路
デバイス１０４の入射端面１０６の上での入射光スポッ
トの位置ずれの大きさよりも大きくすることができる。

【００６２】本実施形態の構成では第１の集光レンズ機
構及び第２の集光レンズ機構の焦点距離がほぼ等しい構
成に比べて、位置検出素子上での入射光スポットの位置
ずれが拡大されるため、そのずれの拡大率に比例して検
出精度が向上する。

【００６３】また、第３の実施形態と同様、位置検出素
子１１０上での入射光スポットの位置ずれが大きくなる
ことから、位置ずれの検出範囲がQPDよりも広いにもか
かわらず、最小素子間隔（約５〜１０μm）がずれの検
出要請（約１〜２μm程度）よりも大きいことから従来
技術では使用できなかったCCDカメラやPDアレイを、位
置検出素子として用いることも可能となる。 （第５の実施形態）図１１は、本発明の第５の実施形態
における光導波路結合装置の構成を摸式的に示す図であ
る。

【００６４】本実施形態における図１１の装置構成を第
３の実施形態における図８の装置構成に対比させて、そ
の特徴を以下に説明する。

【００６５】異なる点は主に以下の３点である。第一
に、光導波路デバイス１０４の出射端面に受光素子、お
よびフィードバック回路という、既述の位置合わせ手段
とは別の位置合わせ手段も設けている点、第二に、第二
集光レンズ機構１１９として用いるべきレンズを凹レン
ズとした点、第三に、位置検出素子としてQPD ではなく
CCDカメラを用いた点である。

【００６６】初めに、第一の相違点について説明する。
光導波路デバイス１０４の出射端面１１６の側に受光素
子１１７が設けられ、更に、その出力を第１の集光レン
ズ機構１０３に付随した精密位置合わせ機構１０２にフ
ィードバックする回路１１８が配置されている。これら
の受光素子１１７及び制御フィードバック回路１１８を
使用することにより、位置合わせ作業の実施後に、受光
素子１１７からの出力を使用して、光導波路デバイス１
０４からの出射光強度（受光素子１１７の出力強度）が
最大になるように精密位置合わせ機構１０２を更に駆動
して、より高精度の位置制御を行うことが可能になる。
また、これらを使用することによって、ｚ軸方向の位置
合わせ（フォーカス合わせ）も可能になるので、第２の
集光レンズ機構１１９と位置検出素子１１０との間に非
点収差発生手段を設ける必要が無くなる。

【００６７】次に、第二の相違点について説明する。位
置検出素子１１０の上での入射光スポットの位置ずれの
大きさを光導波路デバイス１０４における光導波路１０
５の入射端面１０６の上での入射光スポットの位置ずれ
の大きさの約１０倍にするために、第４の実施形態にお
ける図８の構成では、ビームスプリッタ１０８の第２出
射端面に固定した第２の集光レンズ機構１１５の焦点距
離を、第１の集光レンズ機構１０３の焦点距離の約１０
倍に設定する必要がある。このとき、仮に第１の集光レ
ンズ機構１０３の焦点距離が１０ｍｍであれば、第２の
集光レンズ機構１１５の焦点距離を１００ｍｍとしなけ
ればならない。これは、ビームスプリッタ１０８と位置
検出素子（受光素子）１１０との間の距離が、最低でも
１００ｍｍになる（これは、第２の集光レンズ機構１１
５がビームスプリッタ１０８の第２出射端面に貼り付け
られている場合に相当する）ことを意味しており、実用
的な光導波路装置を実現するための障害になり得る。

【００６８】そこで、この問題を解決するために本実施
形態では、図１１に示すように、ビームスプリッタ１０
８を第１の集光レンズ機構１０３と光導波路デバイス１
０４の入射端面１０６との間に置いて、位置検出素子１
１０の上での入射光スポットの位置ずれが光導波路入射
端面１０６の上での位置すれの大きさの約１０倍になる
ような第２集光レンズ機構１１９を、ビームスプリッタ
１０８の第２出射端面に貼り付けている。具体的には、
第２の集光レンズ機構１１９として用いるべきレンズ１
１９は、凹レンズ１１９となる。

【００６９】上記によって、本実施形態の図１１の構成
では、第１及び第２の集光レンズ機構１０３及び１１９
の合成焦点距離に置かれた位置検出素子１１０と第２の
集光レンズ機構１１９との間の距離（ビームスプリッタ
１０８の第２出射端面と位置検出素子１１０との間の距
離）が、第３の実施形態の図８の構成に比べて、数分の
一に低減される。

【００７０】例えば、第３の実施形態と同じビームスプ
リッタ１０８及び第１の集光レンズ機構１０３を用いて
入射光１０１の集光を行うと仮定すれば、入射光１０１
が光導波路デバイス１０４の入射端面１０６に斜めに入
射して、端面１０６の上で最適入射位置から１μｍのず
れが生じた場合、ビームスプリッタ１０８の第２出射端
面に貼り付ける第２の集光レンズ機構１１９を焦点距離
が−２．３ｍｍの凹レンズにすれば、第３の実施形態に
おいてと同様に、位置検出素子１１０の上での入射光ス
ポットの位置ずれの大きさが、入射端面１０６の上にお
ける入射光スポットの位置ずれの約１０倍である約１０
μｍとなる。このとき、図８に示す第３の実施形態の構
成では約７０ｍｍ必要であったビームスプリッタ１０８
と位置検出素子１１０との間の距離は、図１１の構成で
は約１５ｍｍであって、十分にコンパクトな光導波路結
合装置が実現され得る。

【００７１】なお、ビームスプリッタ１０８の第２出射
端面と第２の集光レンズ機構１１９との間に、ある程度
の距離を設定して固定しても良いが、上述のビームスプ
リッタ１０８と位置検出素子１１０との間の距離を短く
するためには、ビームスプリッタ１０８の第２出射端面
に第２の集光レンズ機構１１９を直接に貼り付けること
が好ましい。また、ビームスプリッタ１０８と光導波路
入射端面１０６との間の距離もできるだけ短い方が、上
述のビームスプリッタ１０８と位置検出素子１１０との
間の距離を低減する目的から好ましい。

【００７２】さらに、本実施形態における図１１の構成
では、集光レンズ系が凹レンズと凸レンズとの組合せに
なるので、凸レンズ単独、或いは凸レンズ２枚の組合せ
による場合に比べて、球面収差が是正される。これによ
って、受光素子１１０の上での入射光スポットのサイズ
が小さくなって、位置検出精度が向上する。

【００７３】最後に、第三の相違点について説明する。
第３、第４実施形態で述べたように、位置検出素子１１
０上での位置ずれの大きさを光導波路端面上でのそれよ
りも大きくした場合、位置検出素子としてCCDカメラを
用いることが可能となるため、本実施形態では、位置検
出素子１１０としてCCDカメラを使用している。この場
合、QPDに較べずれの大きさの検出許容範囲が広くな
る。以下にその理由を説明する。QPDでは、QPDを構成す
る４つのPDの内で１つのPDのみからしか出力が得られな
いレベルまで入射光スポットがずれてしまうと、位置検
出ができなくなる。したがって、許容される入射光スポ
ットの位置ずれ量に限界（具体的には光スポットの径程
度）が存在する。これに対して、本実施形態のように位
置検出素子としてCCDカメラを使用する場合には、カメ
ラの視野内に光スポットが存在している限りは検出動作
を行うことが可能であるので、より大きな位置ずれに対
応できることになる。

【００７４】なお、本実施形態における図１１の構成で
は、位置検出に分離入射光を使用している光導波路結合
装置に対して、上で説明したような本特許の発明を適用
している。しかし、本実施形態で適用した発明の趣旨
は、基準入射光からずれた光が光導波路へ入射する際、
分離光を用い該位置ずれ量を検出し制御を行う光導波路
結合装置において、検出精度向上を目的に位置検出素子
上での光スポットのずれの大きさを拡大する手段に『凹
レンズを用いる』ことで該光導波路装置のサイズを小型
化するものである。よって本実施形態中で記述した発明
は、上記実施の形態に限定されるものではなく、従来例
および第４の実施形態のように位置検出に分離反射光を
使用している光導波路結合装置に対しても適用可能であ
ることはいうまでもない。

【００７５】本発明の各実施形態の構成では、位置検出
素子１１０としてQPDを用いて説明し、これがCCDカメラ
や受光素子アレイであってもよいとして説明を行ってい
る。この位置検出素子としてPSD（Posotion Sensitive
Ditector）を使用する場合の、利点をQPDと比較して説
明する。通常何らかの光学系で光を受光する場合、精度
／感度の要請から、レンズでできる限り光を絞り最小ス
ポットサイズで受光する（つまり集光レンズの焦点距離
に受光素子を置く）ものだが、QPDでは4つのPD間に溝が
存在するため、光を絞りすぎるとQPD上の光スポット径
が該溝幅よりも小さくなり、該溝部分が位置検出不可能
な領域となる。このためQPDを使用する場合、これを集
光レンズの焦点からややずれた位置に置き、光スポット
径を拡大した状態で受光する状態が望ましい。ただしこ
の時、QPD上でのずれの大きさが相対的に小さくなり検
出精度が落ちる。

【００７６】また、ここまでは光の進行方向に対し垂直
な面内での位置ずれについての話だが、これは、分離光
が焦点を結ぶ位置を最適位置と認識し制御を行う光の進
行方向（z軸方向）の位置ずれ制御とはトレードオフの
関係となる。これに対しPSDは、一つのPDから４本の導
線がのび、入射した光スポットからの距離に比例して各
導線に流れる光電流の値が変化し、その差を用いて位置
検出を行うので、QPD（z軸方向を除く）と異なり光スポ
ット径が小さいほど精度があがる。このためPSDを位置
検出素子に用いると、z軸方向も含め位置ずれ検出精度
が向上する。

【００７７】

【発明の効果】上記のように、本発明の光導波路結合装
置では、外部空間からコア径が約２μｍ角の光導波路に
入射する光に数μｍの位置ずれが生じた場合であって
も、導波路の状態に影響されずに適切に位置ずれを検出
して、位置制御を行うことが可能になる。

【００７８】また、ビームスプリッタを光導波路の入射
端面と第１の集光レンズ機構との間に位置させることに
よって、他の構成要素に対する精密な位置合わせ作業を
必要とする第２の集光レンズ機構を使用することなく、
上記の効果を得ることが可能になり、装置の製造工程が
簡略化される。

【００７９】ビームスプリッタに貼り付ける第２の集光
レンズ機構を使用する場合、それを構成するレンズとし
て適切な焦点距離を有するレンズを選択することによっ
て、光導波路の上での入射光スポットの位置ずれを、位
置検出素子の上では１倍以上（等倍を除く）の大きさの
位置ずれに拡大することができる。

【００８０】さらに、位置検出素子の上での入射光スポ
ットの位置ずれの大きさが拡大されるので、そのずれの
大きさの拡大率に比例して検出精度が向上する。位置検
出素子の上での入射光スポットの位置ずれが大きくなる
ことから、従来技術では位置検出素子として使用できな
かったＣＣＤカメラやＰＤアレイ（素子間距離＝約５μ
ｍ〜約１０μｍ）を、位置検出素子として使用すること
が可能になる。

【００８１】ＣＣＤカメラやＰＤアレイを位置検出素子
として使用する場合には、ＱＰＤを位置検出素子として
使用する際に必要とされる出力電流演算回路が不要にな
り、制御フィードバック回路の構成が簡略化される。

【００８２】加えて、位置検出素子としてQPDを使用す
る場合には、QPDを構成する４つのPDの内で１つのPDの
みからしか出力が得られないレベルまで入射光スポット
がずれてしまうと位置検出が実施できなくなるが、位置
検出素子としてCCDカメラやPDアレイを使用する場合に
は、カメラの視野内に光スポットが存在している限りは
検出動作を行うことが可能であるので、より大きな位置
ずれに対応できる。

【００８３】さらに位置検出素子としてPSDを使用する
場合、PSDは光スポット径が小さくとも検出可能である
ため、z軸方向も含め位置ずれ検出精度が向上する。

【００８４】例えば、システムの構成上の好ましいレベ
ルである約１０倍に拡大変換するとすれば、最適照射位
置と位置検出素子の中心位置との間に初期状態で存在す
る数μｍのずれが、実際の光導波路入射端面の上では１
／１０程度になる。これより、位置検出素子と光導波路
との間の初期状態における位置合わせ精度に１μｍ以下
という精度が要求されず、且つ位置検出素子として従来
と同様のＱＰＤを用いたままで、ワイヤレス光伝送で要
求される±約１μｍ以内という光結合時の位置合わせ精
度が実現される。

【００８５】さらに、本発明の中にあるように分離入射
光を用いて位置検出を行う光導波路結合装置において、
該第２集光レンズ機構の焦点距離が該第１集光レンズ機
構の焦点距離よりも大きく設定され、位置検出素子の上
での入射光スポットの位置ずれの大きさが拡大された場
合、最適照射位置と位置検出素子の中心位置との間に初
期状態で存在するずれが、位置制御の際、拡大率の逆数
程度しか反映されないため、ワイヤレス光伝送で必要と
されるレベルの位置合わせ精度の実現が可能となる。

【００８６】具体的には、システムの構成上好ましいレ
ベルである約１０倍に拡大変換するとすれば、最適照射
位置と位置検出素子の中心位置との間にも初期状態で存
在する数μmのずれが、実際の光導波路入射端面の上で
は１／１０程度になる。これより位置検出素子と光導波
路との間の初期状態における位置合わせに1μm以下とい
う精度が要求されず、且つ位置検出素子として従来と同
様のQPDを用いたままで、ワイヤレス光伝送で必要とさ
れる±約1μm以内という光結合時の位置合わせ精度が実
現される。

【００８７】また、固定された初期位置を記憶・制御す
る手段を必要としない。

【００８８】また、コヒーレント光通信装置の受光器と
して本発明の光導波路結合装置を使用すれば、従来技術
では実現されていなかった、信号光を高効率に光導波路
に導く装置が実現される。また、精密な位置合わせの実
施により、ワイヤレス光通信装置システム系に対する入
射強度の広キャプチャレンジの要求を緩和することがで
きる。

【００８９】ビームスプリッタを第１の集光レンズ機構
と光導波路との間に置き、第２の集光レンズ機構の焦点
距離を第１の集光レンズ機構の焦点距離よりも大きく設
定し、且つ、第２の集光レンズ機構を凹レンズにて構成
すれば、上述の効果を得ながら光導波路結合装置の全体
サイズを十分にコンパクトに小さくすることが可能にな
る。さらに、それにあわせて球面収差の発生が緩和され
るので、入射光スポットの位置ずれの検出精度が向上す
る。

【００９０】さらに、光導波路デバイスからの出射光強
度を測定して位置合わせ機構の動作制御に使用すれば、
非点収差発生手段を別途設置することなく、ｚ軸方向の
位置合わせ（フォーカス合わせ）をあわせて行うことが
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】位置合わせ機能を有する従来技術による光導波
路結合装置の構成の一例を模式的に示す図である。

【図２】本発明の第１の実施形態における光導波路結合
装置の構成の一例を模式的に示す図である。

【図３】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の光導波路結合装
置にて用いられ得る光導波路デバイスの構成例を模式的
に示す図である。

【図４】本発明の光導波路結合装置にて位置検出素子と
して用いられ得る４分割受光素子（ＱＰＤ）の構成を模
式的に示す図である。

【図５】図２の構成におけるｘ軸方向の入射光スポット
の位置ずれとＱＰＤからの出力信号との関係を示す図で
ある。

【図６】図２の構成におけるｚ軸方向の入射光スポット
の位置ずれとＱＰＤからの出力信号との関係を示す図で
ある。

【図７】本発明の第２の実施形態における光導波路結合
装置の構成の一例を模式的に示す図である。

【図８】本発明の第３の実施形態における光導波路結合
装置の構成の一例を模式的に示す図である。

【図９】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１及び第２の
実施形態における位置合わせ制御方法の原理を説明する
ための図である。

【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３の実施形
態における位置合わせ制御方法の原理を説明するための
図である。

【図１１】本発明の第５の実施形態における光導波路結
合装置の構成の一例を模式的に示す図である。

【図１２】本発明の第４の実施形態における光導波路結
合装置の構成の一例を示す図である。

【符号の説明】

１０１ 入射光 １０２ 精密位置合わせ機構 １０３ 第１の集光レンズ機構 １０４ 光導波路デバイス １０５ 光導波路 １０６ 光導波路デバイスの入射端面 １０７ 分離された反射戻り光 １０８ ビームスプリッタ １０９ 第２の集光レンズ機構 １１０ 位置検出素子 １１１ 制御フィードバック回路 １１２ 分離入射光 １１３ 非点収差発生手段 １１５ 第２の集光レンズ機構（凸レンズ） １１６ 光導波路デバイスの出射端面 １１７ 受光素子 １１８ 制御フィードバック回路 １１９ 第２の集光レンズ機構（凹レンズ） ２０４ 光導波路デバイス（バランス型受信器） ２１４ 局部発振光源

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の集光レンズ機構と、 該第１の集光レンズ機構の焦点位置に光入射端面を有す
   る光導波路と、 該第１の集光レンズ機構或いは該光導波路の位置を動か
   す精密位置合わせ機構と、 該光導波路への入射光の一部を分離して分離入射光とし
   て出射させるビームスプリッタと、 該ビームスプリッタからの該分離入射光の光路に置かれ
   た第２の集光レンズ機構と、 該ビームスプリッタからの該分離入射光を該第２の集光
   レンズ機構の焦点位置で受光するように配置された位置
   検出素子と、 該位置検出素子の出力電流を該精密位置合わせ機構にフ
   ィードバックする制御フィードバック回路と、を備え
   る、光導波路結合装置。
2. 【請求項２】 前記ビームスプリッタは、前記第１の集
   光レンズ機構への入射光路に置かれている、請求項１に
   記載の光導波路結合装置。
3. 【請求項３】 前記ビームスプリッタは、前記第１の集
   光レンズ機構と前記光導波路との間に置かれている、請
   求項１に記載の光導波路結合装置。
4. 【請求項４】 集光レンズ機構と、 該集光レンズ機構の焦点位置に光入射端面を有する光導
   波路と、 該集光レンズ機構或いは該光導波路の位置を動かす精密
   位置合わせ機構と、 該集光レンズ機構と該光導波路との間に置かれ該光導波
   路への入射光の一部を分離して分離入射光として出射さ
   せるビームスプリッタと、 該ビームスプリッタからの該分離入射光を該集光レンズ
   機構の焦点位置で受光するように配置された位置検出素
   子と、 該位置検出素子の出力電流を該精密位置合わせ機構にフ
   ィードバックする制御フィードバック回路と、を備え
   る、光導波路結合装置。
5. 【請求項５】 前記位置検出素子の上での前記分離光ス
   ポットの位置ずれの大きさが、前記光導波路の前記光入
   射端面の上での入射光スポットの位置ずれの大きさより
   も大きく設定されている、請求項１に記載の光導波路結
   合装置。
6. 【請求項６】 前記第２の集光レンズ機構の焦点距離
   が、前記第１の集光レンズ機構の焦点距離よりも大きく
   設定されている、請求項１に記載の光導波路結合装置。
7. 【請求項７】 前記ビームスプリッタが、前記第１の集
   光レンズ機構と前記光導波路との間に置かれており、前
   記第２の集光レンズ機構が凹レンズを有している、請求
   項５に記載の光導波路結合装置。
8. 【請求項８】 第１の集光レンズ機構と、該第１の集光
   レンズ機構の焦点位置に光入射端面を有する光導波路
   と、該第一の集光レンズ機構或いは該光導波路の位置を
   動かす精密位置合わせ機構と、該光導波路からの反射戻
   光の一部を分離して分離光として出射させるビームスプ
   リッタと、該ビームスプリッタからの該分離光の光路に
   おかれた第２の集光レンズ機構と、該ビームスプリッタ
   からの該分離光を該第２の集光レンズ機構の焦点位置で
   受光するよう配置された位置検出素子と、該位置検出素
   子の出力電流を該精密位置合わせ機構にフィードバック
   する制御フィードバック回路と、を備え該位置検出素子
   の上での該分離光スポットの位置ずれの大きさが、該光
   導波路の該光入射端面の上での入射光スポットの位置ず
   れの大きさよりも大きく設定されている、光導波路結合
   装置。
9. 【請求項９】 第１の集光レンズ機構と、該第１の集光
   レンズ機構の焦点位置に光入射端面を有する光導波路
   と、該第一の集光レンズ機構或いは該光導波路の位置を
   動かす精密位置合わせ機構と、該光導波路からの反射戻
   光の一部を分離して分離光として出射させるビームスプ
   リッタと、該ビームスプリッタからの該分離光の光路に
   おかれた第２の集光レンズ機構と、該ビームスプリッタ
   からの該分離光を該第２の集光レンズ機構の焦点位置で
   受光するよう配置された位置検出素子と、該位置検出素
   子の出力電流を該精密位置合わせ機構にフィードバック
   する制御フィードバック回路と、を備え、 該第２の集光レンズ機構の焦点距離が、該第１の集光レ
   ンズ機構の焦点距離よりも大きく設定されている、光導
   波路結合装置。
10. 【請求項１０】 請求項８に記載の光導波路装置におい
    て、 該ビームスプリッタが該第１の集光レンズ機構と該光導
    波路との間に置かれており、 該第２の集光レンズ機構が凹レンズを有している、光導
    波路結合装置。
11. 【請求項１１】 前記位置検出素子が4分割受光素子で
    ある、請求項１〜１０の何れか一つに記載の光導波路結
    合装置。
12. 【請求項１２】 前記位置検出素子がCCDカメラ、受光
    素子アレイ、或はPSDである、請求項５から１０の何れ
    か一つに記載の光導波路装置。
13. 【請求項１３】 前記光導波路の出射端面の近傍に、該
    出射端面からの出射光を受光するよう配置されている受
    光素子と、 受光素子からの出力信号を精密位置制御機能にフィード
    バックする回路と、をさらに備える、請求項１から１２
    何れか一つに記載の光導波路結合装置。
14. 【請求項１４】 請求項１〜１３の何れか一つに記載の
    光導波路結合装置を受信器として備えてなる、ワイヤレ
    ス光通信装置。
15. 【請求項１５】 第１の集光レンズ機構と、該第１の集
    光レンズ機構の焦点位置に光入射端面を有する光導波路
    と、を備える光導波路装置において、 該光導波路への入射光の一部をビームスプリッタで分離
    して分離入射光として出射させるステップと、 該ビームスプリッタからの該分離入射光を位置検出素子
    で受光するよう配置された位置検出素子で受光するステ
    ップと、 該位置検出素子の出力電流を、該第１の集光レンズ機構
    或いは該光導波路の位置を動かす精密位置合わせ機構に
    フィードバックして、該光導波路の該光入射端面におけ
    る入射光スポットの位置を制御するステップと、 を包含する、光導波路結合装置における位置合わせ方
    法。
16. 【請求項１６】 前記位置検出素子上での入射光スポッ
    トの位置ずれの大きさが、前記光導波路の前記光入射端
    面の上での前記入射光スポットの位置ずれの大きさより
    も大きく設定されている、請求項１５に記載の位置合わ
    せ方法。
17. 【請求項１７】 第１集光レンズ機構と、該第１の集光
    レンズ機構の焦点位置に光入射端面を有する光導波路
    と、を備える光導波路装置において、 該光導波路からの反射戻光の一部を分離して分離光とし
    て出射させるステップと、 該分離光を位置検出素子で受光するよう配置された位置
    検出素子で受光するステップと、 該位置検出素子の出力電流を、該第１の集光レンズ機構
    或いは該光導波路の位置を動かす精密位置合わせ機構に
    フィードバックして、該光導波路の該光入射端面におけ
    る入射光スポットの位置を制御するステップと、 を包含する、光導波路結合装置における位置合わせ方法
    において、 該位置検出素子上での入射光スポットの位置ずれの大き
    さが、該光導波路の該入射端面の上での該分離光スポッ
    トの位置ずれの大きさよりも大きく設定されている、光
    導波路結合装置における位置合わせ方法。
18. 【請求項１８】 前記光導波路の出射端面の近傍に配置
    した受光素子によって、該出射端面からの出射光を受光
    するステップと、該受光素子からの出力信号を前記精密
    位置合わせ機能にフィードバックするステップと、を更
    に包含する請求項１５から１７のいずれかに記載の位置
    合わせ方法。